《以偏钛酸为原料沉淀法制备纳米TiO2光催化剂》.pdf

鬻 肖红艳等：以偏钛酸为原料沉淀法制备纳米TiO2光催化剂 15 以偏钛酸为原料沉淀法制备纳米TiO2光催化剂 肖红艳 陈衍夏 施亦东 莫世清 张 芳 (四川大学轻纺与食品学院 四川 成都 610065) 摘要：研究以偏钛酸为原料，采用碱中和沉淀法制备纳米Ti0，并对制备工艺进行了优化。通过单因 素实验法得到最佳的制备工艺为：偏钛酸浆液5g，浓硫酸分别为5ml、2．4ml，氨水的浓度为1：2，煅烧温度 550℃、煅烧时间2．5h。x衍射的结果表明，制备的纳米Ti0为纯锐钛型，其粒径大小大约为13nm，结晶度达到 47．27％。制成的纳米Ti0对亚甲基蓝溶液的降解率，在紫外光照3h后为56％。 关键词：Ti0；偏钛酸；光催化剂；制备；光降解 中图分类号：TS198 文献标识码：A 文章编号：1005．9350(2011)09-0015-04 其有望在印染废水处理、空气净化、抗菌防臭、 自 1 月U昌 清洁、防紫外等领域得到广泛地应用∞叫 。以工业偏 用作光催化剂的TiO，主要有两种晶相一锐钛矿相 钛酸为原料沉淀法制备纳米二氧化钛属于液相法， 和金红石相 ，其化学性质稳定、无毒 。纳米Ti02利 具有反应温度低、设备简单，能耗少的优点。在液 用太阳光、荧光灯 中的紫外光部分作为激发光源， 相中合成纳米粉体，也可较精确控制组分含量 ，能 当其能量大于或等于禁带宽度 的光波辐射纳米TiO， 实现分子／原子水平的均匀混合，便于添加相关改性 时，价带中的电子就会被激发到导带生成带负电荷 试剂，制备掺杂型、负载型氧化物粉体。 的高活性电子 (e一)和同时在价带上产生带正电荷的空 2 rio的制备与表征 穴 (h)。在体系内电场的作用下，电子与空穴发生分 离，迁移到粒子表面的不同位置。然后活泼的电子 2．1沉淀法机理 被Ti0。表面的氧分子俘获形成 ·0一。空穴则将吸附在 沉淀法是制备纳米TiO的方法之一，通常以廉价 Ti02表面的H0或0H一氧化成氢氧 自由基 ·0H。·0}和 ·0H 易得的TiC1、Ti(SO)和偏钛酸等无机钛盐为原料， 基团反应活性很高，产生很强的光催化性能u ，使 是较经济的制备方式。主要过程是在含有一种或多 种离子的可溶性盐溶液中加入沉淀剂 ，之后体系将 收稿 日期：2011—03—30 在一定的反应条件下形成不溶性的氢氧化物；将沉 作者简介：肖红艳 (1982-)，籍贯四川内江，女，硕士， 淀分离 、洗涤 、干燥 ，再高温煅烧得到氧化物粉 主要从事纤维材料改性、功能材料、染整加工的理论与应 体，该法操作简便易行，对设备、技术要求不高， 用研究 16 染 整 技 术 Vo1．33No．9 Sep．2011 产品成本低。 煅烧2．5小时，即可得到锐钛矿型纳米Ti0，粉末 。 水合二氧化钛中吸附有大量的硫酸根，需要通 具体的化学反应方程式如下： 过煅烧除去，一般脱硫温度为500～800℃ (通常在 反应液的制备：H2Ti03+H2SO4 Ti0S04+2H20 650℃左右)，添加钾盐脱硫温